ALMA detecta cobertor alrededor de una estrella "bebé"

OBSERVATORIO ALMA/DICYT Gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) un equipo de investigadores logró determinar por primera vez los límites del disco de gas que rodea a una joven estrella y distinguirlo de la nube de gas circundante. Este hallazgo es de suma importancia para comprender las etapas iniciales de la evolución estelar.

El equipo encabezado por Yusuke Aso (estudiante de posgrado de la Universidad de Tokio) y Nagayoshi Ohashi (profesor del telescopio Subaru, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón) observó la joven estrella TMC-1A, ubicada a 450 años luz de la Tierra, en la constelación del Tauro. TMC-1A es una protoestrella, es decir, una estrella en proceso de formación, y por eso todavía hay grandes cantidades de gas a su alrededor.

Las estrellas se forman en densas nubes de gas y crecen alimentándose del gas circundante, al igual que un feto que recibe nutrientes de la placenta de la madre. En este proceso, el gas no fluye directamente hacia la estrella, sino que primero se acumula y forma un disco que la circunda, el que a su vez alimenta el astro. Ahora bien, todavía no se sabe en qué momento del proceso de formación estelar aparece este disco, ni cómo evoluciona. Hasta ahora la falta de sensibilidad y resolución en las observaciones radioastronómicas había dificultado el estudio de este fenómeno.

“Es en los discos que rodean a las estrellas jóvenes donde se forman los planetas”, explica Aso, autor principal del artículo publicado en The Astrophysical Journal. “Para entender el mecanismo de formación de un disco, tenemos que diferenciar el disco del envoltorio de gas externo con precisión y determinar exactamente sus límites”.

Con ALMA, los investigadores pudieron observar por primera vez y con gran precisión los límites entre el disco giratorio interno y el envoltorio externo que lo alimenta. Como el gas del envoltorio externo fluye continuamente hacia el disco, hasta ahora había sido difícil identificar la zona de transición. En efecto, el tenue gas que se desplaza a gran velocidad en los discos giratorios es difícil de observar. Sin embargo, ALMA es lo suficientemente sensible como para observar estos detalles e ilustrar con gran precisión la velocidad y la distribución del gas que conforma el disco. Gracias a ello, los investigadores pudieron distinguir el disco de su envoltorio.

Según los hallazgos de los investigadores, el límite entre el disco y su envoltorio se encuentra a 90 unidades astronómicas de la joven estrella situada en el centro, una distancia tres veces superior a la órbita de Neptuno, el planeta más distante del Sistema Solar. El disco observado describe una rotación kepleriana, donde el material que está más cerca de la estrella gira más rápido que el material más distante.

Estas observaciones supersensibles proporcionaron otros datos importantes sobre el objeto. A partir de mediciones detalladas de la velocidad de rotación, los investigadores pudieron determinar que la masa de la estrella equivale a 0,68 veces la masa de nuestro Sol. El equipo también descubrió que la tasa de desplazamiento del gas hacia la estrella equivale a un millonésimo de masa solar por año, a una velocidad de 1 km por segundo. Si bien la gravedad atrae el gas hacia la estrella ubicada en el centro, la velocidad medida es muy inferior a la velocidad en caída libre. Por consiguiente, algo debe de estar frenando el gas. Los investigadores sospechan que el responsable puede ser un campo magnético alrededor de la estrella.

“Creemos que a medida que la estrella crece, el límite entre el disco y su envoltorio se desplaza hacia fuera”, señala Aso. “Estamos seguros de que en el futuro las observaciones de ALMA mostrarán dicha evolución”.

Los resultados de este estudio se publicaron en un artículo de Aso et al. titulado “ALMA Observations of the Transition from Infall Motion to Keplerian Rotation around the Late-phase Protostar TMC-1A” (‘Observaciones con ALMA de la transición del movimiento centrípeto a la rotación kepleriana alrededor de la protoestrella en estapa tardía TMC-1A’) en The Astrophysical Journal.